FI100844B - Elongated heater - Google Patents
Elongated heater Download PDFInfo
- Publication number
- FI100844B FI100844B FI925037A FI925037A FI100844B FI 100844 B FI100844 B FI 100844B FI 925037 A FI925037 A FI 925037A FI 925037 A FI925037 A FI 925037A FI 100844 B FI100844 B FI 100844B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- heater
- insulating
- housing
- thickness
- less
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 33
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 claims abstract description 21
- 238000007706 flame test Methods 0.000 claims abstract description 14
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 14
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 claims description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 8
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 7
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 6
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 3
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 19
- 229920006267 polyester film Polymers 0.000 abstract description 8
- 239000010409 thin film Substances 0.000 abstract description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 23
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 19
- 239000010408 film Substances 0.000 description 12
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 6
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 5
- ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N antimony trioxide Chemical compound O=[Sb]O[Sb]=O ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 5
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 5
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 5
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 4
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 4
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 4
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229920001179 medium density polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004701 medium-density polyethylene Substances 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 4
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- CGPRUXZTHGTMKW-UHFFFAOYSA-N ethene;ethyl prop-2-enoate Chemical compound C=C.CCOC(=O)C=C CGPRUXZTHGTMKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 3
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 3
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 3
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 3
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 3
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical class N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 2
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 description 2
- WHHGLZMJPXIBIX-UHFFFAOYSA-N decabromodiphenyl ether Chemical compound BrC1=C(Br)C(Br)=C(Br)C(Br)=C1OC1=C(Br)C(Br)=C(Br)C(Br)=C1Br WHHGLZMJPXIBIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000000807 solvent casting Methods 0.000 description 2
- BLDFSDCBQJUWFG-UHFFFAOYSA-N 2-(methylamino)-1,2-diphenylethanol Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(NC)C(O)C1=CC=CC=C1 BLDFSDCBQJUWFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 1
- 229920006370 Kynar Polymers 0.000 description 1
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 239000004614 Process Aid Substances 0.000 description 1
- 229920002323 Silicone foam Polymers 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GHPGOEFPKIHBNM-UHFFFAOYSA-N antimony(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Sb+3].[Sb+3] GHPGOEFPKIHBNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 229940126214 compound 3 Drugs 0.000 description 1
- 239000002322 conducting polymer Substances 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- QHSJIZLJUFMIFP-UHFFFAOYSA-N ethene;1,1,2,2-tetrafluoroethene Chemical group C=C.FC(F)=C(F)F QHSJIZLJUFMIFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N ethene;prop-1-ene Chemical group C=C.CC=C HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QHZOMAXECYYXGP-UHFFFAOYSA-N ethene;prop-2-enoic acid Chemical compound C=C.OC(=O)C=C QHZOMAXECYYXGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N ethyl ethylene Natural products CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000840 ethylene tetrafluoroethylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 229920005570 flexible polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000011140 metalized polyester Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920003055 poly(ester-imide) Polymers 0.000 description 1
- 229920003223 poly(pyromellitimide-1,4-diphenyl ether) Polymers 0.000 description 1
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000013514 silicone foam Substances 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- YEAUATLBSVJFOY-UHFFFAOYSA-N tetraantimony hexaoxide Chemical compound O1[Sb](O2)O[Sb]3O[Sb]1O[Sb]2O3 YEAUATLBSVJFOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003878 thermal aging Methods 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004634 thermosetting polymer Substances 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
- H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
- H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
- H05B3/146—Conductive polymers, e.g. polyethylene, thermoplastics
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
- H05B3/54—Heating elements having the shape of rods or tubes flexible
- H05B3/56—Heating cables
Landscapes
- Resistance Heating (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
100844100844
Pitkänomainen lämmitinElongated heater
Keksinnön ala 5 Tämä keksintö liittyy resistiivisiä lämmityselementtejä käsittäviin sähkölaitteisiin, erityisesti itsesäätäviin nauhalämmittimiin, jotka käsittävät PTC-käyttäytymisen omaavasta johtavasta polymeeriseoksesta muodostettuja resistiivisiä lämmityselementtejä.FIELD OF THE INVENTION This invention relates to electrical devices comprising resistive heating elements, in particular self-regulating strip heaters comprising resistive heating elements formed from a conductive polymer blend having PTC behavior.
1010
Johdantoa keksintöönIntroduction to the invention
Monissa sovelluksissa on toivottavaa lämmittää substraattia, esimerkiksi putkea tai säiliötä, resistiivisen lämmityselementin käsittävän pitkänomaisen lämmittimen 15 avulla. Usein on välttämätöntä muodostaa sähköeristysvaippa resistiivisen lämmityselementin ympärille resistiivisen elementin ja sähköä johtavan substraatin välisen oikosulun estämiseksi. Vaikka tällaiset eristysvaipat aikaansaavat sähköneristyksen ja ympäristösuojauksen, niillä ei ehkä ole riittävää kulutuskestävyyttä. Tästä johtuen joskus eristysvaipan päälle muodostetaan punos jäykkyyden ja kulutuskestävyyden 20 aikaansaamiseksi. Jos punos on metallia, se voi toimia myös maadoituspunoksena.In many applications, it is desirable to heat a substrate, for example a tube or container, by means of an elongate heater 15 comprising a resistive heating element. It is often necessary to form an electrical insulating sheath around the resistive heating element to prevent a short circuit between the resistive element and the electrically conductive substrate. Although such insulation sheaths provide electrical insulation and environmental protection, they may not have sufficient abrasion resistance. As a result, a braid is sometimes formed on the insulating sheath to provide rigidity and abrasion resistance. If the braid is metal, it can also act as a ground braid.
Lämmityskaapeleita on kuvattu lukuisissa patenteissa, joista seuraavassa viitataan muutamiin.Heating cables have been described in numerous patents, some of which are referred to below.
25 US-A-3 793 716 selostaa PTC-käyttäytymistä omaavan nauhalämmittimen valmistusta. Menetelmässä käytetään johtavan polymeerin liuosta, jota annostellaan sopivalle alustalle, kuten langalle tai kuitulasimatolle (vaihe 1). Liuoksesta poistetaan sitten liuotin, jolloin polymeeri ja hiilimusta saostuvat alustalle (vaihe 2), minkä jälkeen saostettua polymeeriä lämmitetään sen sulamispisteen yläpuolelle, jotta saavu-30 tetaan kunnollinen kostuminen (vaihe 3). Nauhalämmitintä valmistettaessa kumpikin elektrodi päällystetään, ja haluttaessa päällystetyt elektrodit kääritään lasikangas-vaippaan ja vaiheet 1 ja 2 toistetaan. Päällystetyt elektrodit pannaan sitten yhteen ja ympäröidään punoksella ennen vaihetta 3.US-A-3 793 716 discloses the manufacture of a strip heater having PTC behavior. The method uses a solution of a conductive polymer that is applied to a suitable substrate, such as a wire or fiberglass mat (Step 1). The solvent is then removed from the solution, whereupon the polymer and carbon black precipitate on the substrate (step 2), after which the precipitated polymer is heated above its melting point to achieve proper wetting (step 3). In the manufacture of a strip heater, each electrode is coated, and if desired, the coated electrodes are wrapped in a glass cloth sheath and steps 1 and 2 are repeated. The coated electrodes are then put together and surrounded by a braid before step 3.
35 US-A-4 072 848 selostaa PTC-sähkölämmityskaapelia, jossa yksittäiset lämmitys-elementit on yhdistetty yhdensuuntaisesti kahden johtimen väliin. Johtimia ja lämmityselementtejä ympäröi eristysvaippa.U.S. Pat. No. 4,072,848 discloses a PTC electric heating cable in which individual heating elements are connected in parallel between two conductors. The conductors and heating elements are surrounded by an insulating sheath.
2 100844 US-A-4 334 351 selostaa menetelmää, jonka avulla voidaan vähentää itserajoittuvi-en lämmittimien vaurioitumista niitä mekaanisesti taivutettaessa. Menetelmässä PTC-elementti ympäröidään suhteellisen joustavalla polymeerikerroksella, joka sulatetaan kiinni elementtiin.2,100,844 US-A-4,334,351 discloses a method for reducing the damage of self-limiting heaters when mechanically bent. In the method, the PTC element is surrounded by a relatively flexible polymer layer which is fused to the element.
5 US-A-3 861 029 selostaa tapaa valmistaa PTC-johtavaa polymeerinauhakuumen-ninta, jolla on alhainen hiilimustapitoisuus (alle 15 painoprosenttia) ja hyvät sekä mekaaniset että sähköiset ominaisuudet. Suulakepuristettua nauhaa, jonka sisään elektrodit on suljettu, vanhennetaan 150 °C:ssa yli 15 tuntia, kunnes saavutetaan 10 stabiili vastusarvo.U.S. Pat. No. 3,861,029 discloses a method of manufacturing a PTC-conducting polymer strip heater having a low carbon black content (less than 15% by weight) and good both mechanical and electrical properties. The extruded strip with the electrodes enclosed is aged at 150 ° C for more than 15 hours until a stable resistance value is reached.
DE-A-2 504 554 selostaa vastuslämmityslankaa, jossa lanka on päällystetty ensimmäisellä muovikerroksella ja sitten toisella ristisilloitetulla muovikerroksella. Ensimmäisellä kerroksella on hyvä ja pitkäaikainen lämpöstabiilius yli 70 °C:n läm-15 pötiloissa.DE-A-2 504 554 discloses a resistance heating wire in which the wire is coated with a first plastic layer and then a second crosslinked plastic layer. The first layer has good and long-term thermal stability at temperatures above 70 ° C.
US-A-4 459 473 selostaa itsesäätelevää nauhalämmitintä, jossa vastuslämmitysnau-ha, joka on parhaiten valmistettu PTC-johtavasta polymeeristä, käärittynä esimerkiksi kierremäisesti kahden erillään olevan johtimen ympärille. Lämmitysnauha liit-20 tää johtimet yhteen vaihtelevissa pisteissä pituussuunnassa. Parhaimmassa toteutus-tavasssa johtimet on erotettu eristenauhalla.U.S. Pat. No. 4,459,473 discloses a self-regulating strip heater in which a resistance heating strip, preferably made of a PTC-conductive polymer, is wrapped, for example, helically around two separate conductors. The heating strip connects the wires together at varying points along the length. In the best embodiment, the conductors are separated by insulating tape.
Keksinnön yhteenveto 25 Viime vuosina on lisääntyvässä määrin korostettu sitä, että on toivottavaa vähentää polymeerisiä eristysvaippoja omaavien pitkänomaisten lämmittimien, erityisesti it-sesäätävien johtavien polymeerilämmittimien tulenarkuutta. Normaali tapa pitkänomaisen lämmittimen tulenarkuuden määrittämiseksi on Underwriter's Laboratoryn VW-1-liekkitesti, julkaistu standardina Reference Standard for Electrical Wires, 30 Cables, and Flexible Cords, UL 1581, No. 1080, August 15, 1983. Lämmittimet, jotka sisältävät polyolefiinivaippoja, ja/tai resistiiviset elementit, jotka sisältävät johtavia polyolefiineihin perustuvia polymeerejä läpäisevät vähemmän todennäköisesti VW-1-testit kuin fluoropolymeerivaippoja sisältävät lämmittimet ja/tai fluoro-polymeereja sisältävät resistiiviset elementit. Metallisen maadoituspunoksen käsit-35 tävä lämmitin on yleensä tulenarempi kuin vastaava punokseton lämmitin. Lämmittimen tulenarkuutta voidaan pienentää käyttämällä (eristysvaipassa ja/tai re-sistiivisessä elementissä, jos se muodostetaan johtavasta polymeeristä) polymeeriä, jonka tulenarkuus on vähäinen, esimerkiksi käyttämällä fluorattua polymeeriä poly- 3 100844 olefiinin sijasta. Tulenarkuutta voidaan vähentää myös lisäämällä polymeeriin palamista hidastavia aineita, esimerkiksi antimonitrioksidia ja/tai halogeenia sisältäviä lisäaineita. Näillä keinoilla on kuitenkin huonoja puolia, kuten kustannusten ja painon lisääntyminen, valmistusvaikeudet sekä huonommat fysikaaliset ominaisuudet 5 kuten taipuisuus. Lisäksi on olosuhteita, joissa halogeenia sisältävien materiaalien käyttö on kielletty tai joissa näiden käyttämistä ei suositella.SUMMARY OF THE INVENTION In recent years, it has been increasingly emphasized that it is desirable to reduce the flammability of elongate heaters having polymeric insulating jackets, especially self-regulating conductive polymeric heaters. The normal method for determining the flammability of an elongate heater is the Underwriter's Laboratory VW-1 Flame Test, published as Reference Standard for Electrical Wires, 30 Cables, and Flexible Cords, UL 1581, No. 1080, August 15, 1983. Heaters containing polyolefin sheaths and / or resistive elements containing conductive polyolefin-based polymers are less likely to pass VW-1 tests than heaters containing fluoropolymer sheaths and / or resistors containing fluoropolymers. A metal ground braid heater is generally more flammable than a corresponding non-braided heater. The flammability of the heater can be reduced by using (in the insulating sheath and / or in the resistive element if it is formed of a conductive polymer) a polymer with low flammability, for example by using a fluorinated polymer instead of a poly-3 100844 olefin. The flammability can also be reduced by adding flame retardants to the polymer, for example additives containing antimony trioxide and / or halogen. However, these means have disadvantages such as increased cost and weight, manufacturing difficulties, and poorer physical properties 5 such as flexibility. In addition, there are circumstances in which the use of halogen-containing materials is prohibited or not recommended.
Olemme havainneet, että pitkänomaisen lämmittimen tulenarkuutta voidaan vähentää varustamalla se lisäeristysvaipalla tai korvaamalla yksi eristysvaippa (mukaan-10 lukien yksi eristysvaippa tai kaksi eristysvaippaa) kahdella lisävaipalla. Tällä tavoin lämmitin, joka ei läpäise VW-1-testiä, voidaan muuntaa sellaiseksi, joka läpäisee VW-1-testin. Kun olemassa olevaan lämmittimeen lisätään lisäeristysvaipat tavanomaiseen vaipan (vaippojen) päälle tai alle, niin lisäeristysvaipan materiaalin tu-lenarkuus ei määrää tulenarkuuden vähenemistä (vaikkakin voi vaikuttaa tähän). 15 Vieläpä normaalisti tulenaroiksi katsottavista materiaaleista tehdyt vaipat voivat olla tehokkaita. Olemme esimerkiksi saaneet tulenarkuuden vähenemään huomattavasti käärimällä ohuen polyeteenitereftalaattikalvon tunnettujen lämmittimien tavanomaisten eristysvaippojen ympärille. Samoin korvattaessa yksittäinen eristevaippa kahden eristysvaipan yhdistelmällä tämä yhdistelmä voi muiden ominaisuuksien 20 kuin tulenarkuuden osalta olla olennaisesti samanlainen kuin yksittäinen vaippa. Olemme esimerkiksi havainneet, että korvattaessa yksittäinen polyolefiinipohjainen eristysvaippa kahdella samasta materiaalista tehdyllä ja saman paksuuden omaavalla eristysvaipalla aikaansaadaan tulenarkuuden väheneminen.We have found that the flammability of an elongate heater can be reduced by providing it with an additional insulating sheath or by replacing one insulating sheath (including -10 including one insulating sheath or two insulating sheaths) with two additional sheaths. In this way, a heater that does not pass the VW-1 test can be converted to one that passes the VW-1 test. When additional insulation jackets are added to an existing heater on or under a conventional jacket (s), the flammability of the additional insulation jacket material does not dictate the reduction in flammability (although this may be affected). 15 Even sheaths made of materials that are normally considered flammable can be effective. For example, we have caused the flammability to be significantly reduced by wrapping a thin polyethylene terephthalate film around the conventional insulating sheaths of known heaters. Similarly, when replacing a single insulating sheath with a combination of two insulating sheaths, this combination may be substantially similar to a single sheath in properties other than flammability. For example, we have found that replacing a single polyolefin-based insulation jacket with two insulation jackets made of the same material and of the same thickness provides a reduction in flammability.
25 Käytössä on ollut tai käytettäväksi on ehdotettu pitkänomaisia lämmittimiä, joissa on kaksi eristysvaippaa (tai useampiakin eristysvaippoja), mutta vain sellaisissa tarkoituksissa, joilla ei tietääksemme ole mitään tekemistä tulenarkuuden kanssa. Tällaiset tunnetut lämmittimet eivät tietenkään sinänsä muodosta osaa keksinnöstämme. Keksintömme kuitenkin käsittää lämmittimiä, jotka käyttävät tällaisia tun-30 nettuja eristysvaippojen yhdistelmiä, mutta jotka muutoin ovat erilaisia kuin tunnetut lämmittimet esimerkiksi siinä suhteessa, että ne käyttävät lämmitinsydämiä, jotka ovat erilaisia kuin ne, joiden ympärille tällaisia yhdistelmiä on aikaisemmin asetettu. Erityisesti tämä keksintö käsittää uusia lämmittimiä, jotka sisältävät tunnettuja eristysvaippojen yhdistelmiä, jotka tunnetussa tekniikassa on valittu lämmittimen sydä-35 meen (tai yhteen tai useampaan muuhun lämmittimen komponenttiin) liittyvistä syistä, kun nämä syyt eivät koske uusia lämmittimiä.25 Elongated heaters with two insulating sheaths (or more insulating sheaths) have been or are proposed to be used, but only for purposes which, to our knowledge, have nothing to do with flammability. Of course, such known heaters do not in themselves form part of our invention. However, our invention encompasses heaters that use such known combinations of insulating sheaths, but which are otherwise different from known heaters, for example in that they use heater cores that are different from those around which such combinations have previously been placed. In particular, the present invention encompasses novel heaters comprising known combinations of insulating sheaths selected in the art for reasons related to the heater core (or one or more other heater components) when these reasons do not apply to the new heaters.
4 1008444,100844
Ensimmäisen näkökohdan mukaan tämä keksintö aikaansaa pitkänomaisen lämmit-timen, joka läpäisee VW-1 -liekkitestin ja joka käsittää (1) sydämen, joka käsittää resistiivisen lämmityselementin; (2) ensimmäisen eristysvaipan, joka 5 (a) ympäröi sydäntä ja (b) on muodostettu ensimmäisestä eristemateriaalista, joka sisältää orgaanista polymeeriä, sekä (3) toisen eristysvaipan, joka ympäröi ja koskettaa ensimmäistä eristysvaippaa; ja jossa 10 (4) resistiivinen elementti (a) on johtavaa polymeeriä (3) olevan jatkuvan nauhan muotoinen, (b) omaa PTC-käyttäytymisen, ja (c) käsittää kaksi pitkänomaista elektrodia, jotka ovat johtavan polymeerin sisällä, ja 15 (5) jonka lämmittimen elementit ovat sellaisia, että (a) lämmitin, joka on olennai sesti samanlainen lukuunottamatta sitä, että se ei sisällä toista eristysvaippaa, ei läpäise VW-l-liekkitestiä, ja että (b) lämmitin, joka on olennaisesti samanlainen lukuunottamatta sitä, että se ei sisällä ensimmäistä eristysvaippaa, ei läpäise VW-1-liekkitestiä.In a first aspect, the present invention provides an elongate heater that passes the VW-1 flame test and comprises (1) a core comprising a resistive heating element; (2) a first insulating sheath (a) surrounding the core and (b) formed of a first insulating material containing an organic polymer, and (3) a second insulating sheath surrounding and in contact with the first insulating sheath; and wherein 10 (4) the resistive element (a) is in the form of a continuous strip of conductive polymer (3), (b) has a PTC behavior, and (c) comprises two elongate electrodes within the conductive polymer, and 15 (5) whose heater elements are such that (a) a heater that is substantially similar except that it does not include a second insulating jacket does not pass the VW-1 flame test, and that (b) a heater that is substantially similar except that it does not contain the first insulation jacket, does not pass the VW-1 flame test.
2020
Toisen näkökohdan mukaan tämä keksintö aikaansaa lämmitinasennelman substraatin lämmittämistä varten, joka asennelma sisältää edellä mainitun ensimmäisen näkökohdan mukaisen lämmittimen, joka asetetaan kosketukseen substraatin kanssa ja jota eristekerros ympäröi.According to another aspect, the present invention provides a heater assembly for heating a substrate, the assembly comprising a heater according to the aforementioned first aspect, which is brought into contact with the substrate and surrounded by an insulating layer.
2525
Piirustusten lyhyt selitysBrief explanation of the drawings
Keksintö on esitetty piirustuksessa, jossa kuviot 1 ja 2 esittävät tämän keksinnön pitkänomaisten lämmittimien poikkileikkauskuvantoja.The invention is illustrated in the drawing, in which Figures 1 and 2 show cross-sectional views of the elongate heaters of the present invention.
3030
Keksinnön yksityiskohtainen selitys Tämän keksinnön pitkänomaiset lämmittimet mieluimmin läpäisevät Underwriters' Laboratoryn VW-1 pystysuoran johtimen liekkitestin, joka on kuvattu jäljempänä 35 ("liekkitesti") ja joka on julkaistu standardina Reference Standard for Electrical Wires, Cables, and Flexible Cords, UL 1581, No. 1080, August 15, 1983, joka julkaisu on sisällytetty tähän viitteen kautta.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The elongate heaters of the present invention preferably pass the Underwriters' Laboratory's VW-1 Vertical Conductor Flame Test, described below ("Flame Test") and published as a Reference Standard for Electrical Wires, Cables, and Flexible Cords, UL 1581, No. . 1080, August 15, 1983, which is incorporated herein by reference.
5 100844 Tämän keksinnön pitkänomaiset lämmittimet käsittävät sydämen, joka käsittää re-sistiivisen lämmityselementin ja jota ensimmäinen eristysvaippa ja toinen eristys-vaippa ympäröivät Ensimmäinen eristysvaippa on sisempi vaippa ja toinen eristys-vaippa on ulompi vaippa. On ymmärrettävä, että tämä keksintö käsittää lämmittimiä, 5 joissa ensimmäiselle vaipalle määriteltyjä materiaaleja, paksuuksia jne. käytetään toisessa vaipassa ja kääntäen.The elongate heaters of the present invention comprise a core comprising a resistive heating element and surrounded by a first insulating sheath and a second insulating sheath. The first insulating sheath is an inner sheath and the second insulating sheath is an outer sheath. It is to be understood that the present invention encompasses heaters in which the materials, thicknesses, etc. defined for the first jacket are used in the second jacket and vice versa.
Lämmittimen sydän käsittää mieluimmin myös kaksi pitkänomaista elektrodia, joiden resistiivinen lämmityselementti (resistiiviset lämmityselementit) on kytketty rin-10 nan niiden välille. Voidaan kuitenkin myös käyttää sarjassa tai sekaisin sarjassa/-rinnan olevaa lämmitintä. Resistiivinen lämmityselementti voi olla jatkuvan nauhan muotoinen tai useiden toisistaan tietyllä etäisyydellä olevien yksittäisten lämmi-tyselementtien muodossa. Viimeksi mainittua sovitelmaa pidetään parhaana, kun lämmityselementti on valmistettu kovasta, hauraasta tai jäykästä materiaalista. Kun 15 sydän käsittää kaksi pitkänomaista toisistaan tietyllä etäisyydellä olevaa elektrodia, nämä elektrodit ovat tavallisesti kiinteiden tai säikeisten metallijohtimien muodossa, esim. tina- tai nikkelipäällysteisiä kuparijohtimia, vaikka on mahdollista käyttää muita sähköä johtavia materiaaleja, esim. johtavia maaleja, metallikalvoja tai -verkkoja. Kun lämmityselementtejä on useita, kukin niistä on sähköisesti ja fysikaalisesti 20 kytketty elektrodeihin. Elektrodit voivat olla kokonaan tai osittain resistiivisen elementin materiaalin sisällä tai kiinnitetyt resistiivisen elementin pintaan. Kun lämmityselementti on jatkuvan nauhan muotoinen, elektrodit voivat olla sen sisällä tai kuten on esitetty US-patentissa 4 459 473 (Kamath), joka paljastus on sisällytetty tähän viitteen kautta, jatkuva nauha voi tehdä katkonaisen kosketuksen vuorotellen 25 kuhunkin elektrodiin, joita erottaa valinnainen sähköä eristävä välike.The core of the heater preferably also comprises two elongate electrodes, the resistive heating element (s) of which are connected rin-10 nan between them. However, a heater in series or mixed in series / parallel can also be used. The resistive heating element may be in the form of a continuous strip or in the form of several individual heating elements spaced apart. The latter arrangement is considered best when the heating element is made of a hard, brittle or rigid material. When the core comprises two elongate electrodes spaced apart, these electrodes are usually in the form of solid or stranded metal conductors, e.g. tin or nickel-plated copper conductors, although it is possible to use other electrically conductive materials, e.g. conductive paints, metal foils or meshes. When there are several heating elements, each of them is electrically and physically connected to the electrodes. The electrodes may be completely or partially inside the material of the resistive element or attached to the surface of the resistive element. When the heating element is in the form of a continuous strip, the electrodes may be within it or, as disclosed in U.S. Patent 4,459,473 (Kamath), which disclosure is incorporated herein by reference, the continuous strip may make intermittent contact alternately with each electrode separated by an optional electrically insulating distance piece.
Resistiivinen lämmityselementti voidaan muodostaa mistä tahansa sopivasta resis-tiivisestä materiaalista, esim. johtavasta keraamista kuten BaTi2C>3, metallioksidista kuten magnesiumoksidista tai alumiinioksidista, tai, mitä pidetään parhaana, johta-30 vasta polymeeriseoksesta. Johtava polymeeriseos käsittää polymeerikomponentin ja dispergoituneena tai muulla tavoin siihen jakautuneena hiukkasmuodossa olevaa johtavaa täyteainetta. Polymeerikomponentti voi olla orgaaninen polymeeri (tällaista termiä käytetään siloksaanit mukaanlukien), amorfinen kuumassa pehmenevä polymeeri (esim. polykarbonaatti tai polystyreeni), elastomeeri (esim. polybutadieeni tai 35 eteeni-/propeenidieeni (EPDM) polymeeri) tai seos, joka sisältää vähintään yhtä näistä. Erityisesti parhaana pidetään kiteisiä orgaanisia polymeerejä kuten yhden tai useamman olefiinin polymeerejä, erityisesti poly eteeniä; vähintään yhden olefiinin ja vähintään yhden sen kanssa kopolymeroituvan monomeerin kopolymeereja kuten 6 100844 eteeni/akryylihappo-, eteeni/etyyliakrylaatti- ja eteeni/vinyyliasetaatti-kopolymeerit; valamalla muovattavia fluoropolymeereja kuten polyvmylideenifluoridi ja eteenitet-rafluorieteeni; sekä kahden tai useamman tällaisen polymeerin seokset. Tällaisia kiteisiä polymeerejä pidetään erityisesti parhaina, jos halutaan, että koostumuksella on 5 PTC-käyttäytyminen (positive temperature coefficient of resistance; resistanssin positiivinen lämpötilakerroin). Termiä "PTC-käyttäytyminen" käytetään tässä pa-tenttiselityksessä tarkoittamaan sellaista koostumusta tai sähköistä laitetta, jonka Rj4-arvo on vähintään 2,5 ja/tai Rjoo-arvo vähintään 10, ja erityisesti parhaana pidetään, että sen R3o~arvon tulisi olla vähintään 6, jossa R14 on ominaisresistanssien 10 suhde 14 °C lämpötila-alueen lopussa ja alussa, Rjoo on ominaisresistanssien suhde 100 °C alueen lopussa ja alussa ja R30 on ominaisresistanssien suhde 30 °C alueen lopussa ja alussa. Koostumus sisältää myös hiukkasmaista johtavaa täyteainetta, esim. nokea, grafiittia, metallia, metallioksidia tai hiukkasmaista johtavaa polymeeriä tai näiden yhdistelmän. Johtava polymeeri sisältää valinnaisesti tehottomia 15 täyteaineita, hapettumisen estoaineita, stabiloimisaineita, dispergoivia aineita, risti-liittymisaineita tai muita komponentteja. Sekoitus suoritetaan parhaiten sulatuskä-sittelyllä, esim. sulapursutuksella. Koostumus voi olla ristiliitetty säteilytyksen avulla tai kemiallisin keinoin. Itsesäätävät liuskalämmittimet, joissa elektrodit käsittävät pitkänomaiset johtimet ja joissa resistiiviset lämmityselementit sisältävät johtavaa 20 polymeeriseosta, ovat erityisen hyödyllisiä. Sopivia tämän keksinnön yhteydessä käytettäviä johtavia polymeerejä sekä lämmittimiä, joiden eristysvaippoja voidaan muuntaa esillä olevan keksinnön mukaan, on paljastettu US-patenteissa 3 858 144 (Bedard ym.), 3 861 029 (Smith-Johannsen ym.), 4 017 715 (Whitney ym.), 4 188 276 (Lyons ym.), 4 237 441 (van Konynenburg ym.), 4 242 573 (Batliwalla), 25 4 246 468 (Horsma), 4 334 148 (Kampe), 4 334 351 (Sopory), 4 388 607 (Toy ym.), 4 398 084 (Walty), 4 400 614 (Sopory), 4 425 497 (Leary), 4 426 339 (Kamath ym.), 4 435 639 (Gurevich), 4 459 473 (Kamath), 4 470 898 (Penneck ym.), 4 514 620 (Cheng ym.), 4 534 889 (van Konynenburg ym.), 4 547 659 (Leary), 4 560 498 (Horsma ym.), 4 582 983 (Midgley ym.), 4 574 188 (Midgley ym.), 30 4 591 700 (Sopory), 4 658 121 (Horsma ym.), 4 659 913 (Midgley ym.), 4 661 687 (Afkhampour ym.), 4 673 801 (Leary) sekä 4 764 664 (Kamath ym.), 4 774 024 (Deep ym.), 4 775 778 (van Konynenburg ym.) ja 4 980 541 (Shafe ym.), EP-pa-tenttijulkaisut 38 713, 38 718, 74 281, 197 759 ja 231 068; ja kansainväliset patenttijulkaisut WO 90/11001 (Batliwalla ym.) ja WO 91/03822 (Emmett). Kunkin 35 näiden patenttien, julkaisujen ja sovellusten paljastettu sisältö on sisällytetty tähän viitteen kautta.The resistive heating element may be formed of any suitable resistive material, e.g. a conductive ceramic such as BaTi 2 O 3, a metal oxide such as magnesium oxide or alumina, or, preferably, a conductive polymer blend. The conductive polymer blend comprises a polymeric component and a conductive filler in particulate form dispersed or otherwise distributed therein. The polymer component may be an organic polymer (such term is used including siloxanes), an amorphous thermosetting polymer (e.g., polycarbonate or polystyrene), an elastomer (e.g., polybutadiene, or an ethylene / propylene diene (EPDM) polymer), or a mixture containing at least one of these. Particularly preferred are crystalline organic polymers such as polymers of one or more olefins, especially polyethylene; copolymers of at least one olefin and at least one copolymerizable monomer such as ethylene / acrylic acid, ethylene / ethyl acrylate and ethylene / vinyl acetate copolymers; molding fluoropolymers such as polyvinylidene fluoride and ethylene tetrafluoroethylene; and mixtures of two or more such polymers. Such crystalline polymers are particularly preferred if the composition is to have a PTC (positive temperature coefficient of resistance) behavior. The term "PTC behavior" is used in this specification to mean a composition or electrical device having an Rj4 value of at least 2.5 and / or an Rjo value of at least 10, and it is particularly preferred that its R30 value be at least 6. , where R14 is the ratio of the resistances 10 at the end and beginning of the 14 ° C temperature range, R10 is the ratio of the resistances at the end and beginning of the 100 ° C range and R30 is the ratio of the resistances at the end and beginning of the 30 ° C range. The composition also contains a particulate conductive filler, e.g., carbon black, graphite, metal, metal oxide, or particulate conductive polymer, or a combination thereof. The conductive polymer optionally contains ineffective fillers, antioxidants, stabilizers, dispersants, crosslinking agents, or other components. The mixing is best performed by melting treatment, e.g. melt extrusion. The composition may be cross-linked by irradiation or chemical means. Self-regulating strip heaters in which the electrodes comprise elongate conductors and in which the resistive heating elements contain a conductive polymer blend are particularly useful. Suitable conductive polymers for use in the present invention, as well as heaters whose insulating jackets can be modified in accordance with the present invention, are disclosed in U.S. Patents 3,858,144 (Bedard et al.), 3,861,029 (Smith-Johannsen et al.), 4,017,715 (Whitney et al. .), 4,188,276 (Lyons et al.), 4,237,441 (van Konynenburg et al.), 4,242,573 (Batliwalla), 25,424,468 (Horsma), 4,334,148 (Kampe), 4,334,351 (Sopory). , 4,388,607 (Toy et al.), 4,398,084 (Walty), 4,400,614 (Sopory), 4,425,497 (Leary), 4,426,339 (Kamath et al.), 4,435,639 (Gurevich), 4,459,473 (Kamath), 4,570,898 (Penneck et al.), 4,514,620 (Cheng et al.), 4,534,889 (van Konynenburg et al.), 4,547,659 (Leary), 4,560,498 (Horsma et al.), 4,582 983 (Midgley et al.), 4,574,188 (Midgley et al.), 30 4,591,700 (Sopory), 4,658,121 (Horsma et al.), 4,659,913 (Midgley et al.), 4,661,687 (Afkhampour et al.) , 4,673,801 (Leary) and 4,764,664 (Kamath et al.), 4,774,024 (Deep et al.), 4,775,778 (van Konynenburg et al.) And 4,980,541 (Shafe et al.), EP patent publications 38 713, 38,718, 74,281, 197,759 and 231,068; and International Patent Publications WO 90/11001 (Batliwalla et al.) and WO 91/03822 (Emmett). The disclosed contents of each of these 35 patents, publications, and applications are incorporated herein by reference.
7 1008447 100844
Kun lämmityselementti on johtavaa polymeeriä olevan jatkuvan nauhan muodossa, jonka sisällä ovat elektrodit, niin nauhan poikkileikkauksella voi olla mikä tahansa sopiva muoto, esim. suorakulmainen, pyöreä tai nostopainon muotoinen. Monet hyödylliset pitkänomaiset lämmittimet käsittävät sydämen, joka koostuu johtavasta 5 polymeeriyhdisteestä, jolla on PTC-käyttäytyminen ja jonka poikkileikkaus on olennaisesti vakio lämmittimen koko pituudella. Olemme havainneet, että mitä pienempi on poikkileikkauksen sivusuhde, sitä parempi on lämmittimen suorituskyky VW-1-liekkitestissä. Lämmityselementin poikkileikkauksen maksimidimension (usein elektrodien akselin) suhde lämmityselementin minimidimensioon (usein lämmitti-10 men paksuus) on usein enintään 7:1, mieluummin enintään 3:1, erityisesti enintään 2:1, esim. noin 1:1. Poikkileikkauksen maksimidimensio on usein pienempi kuin 2,54 cm, esim. pienempi kuin 1,5 cm ja/tai poikkileikkauksen maksimipinta-ala on pienempi kuin 8,0 cm2, esim. pienempi kuin 3,2 cm2.When the heating element is in the form of a continuous strip of conductive polymer with electrodes inside, the cross-section of the strip can be of any suitable shape, e.g. rectangular, round or lifting weight. Many useful elongate heaters comprise a core consisting of a conductive polymeric compound having PTC behavior and having a substantially constant cross-section throughout the length of the heater. We have found that the lower the cross-sectional aspect ratio, the better the heater performance in the VW-1 flame test. The ratio of the maximum cross-sectional dimension of the heating element (often the axis of the electrodes) to the minimum dimension of the heating element (often the thickness of the heater) is often at most 7: 1, preferably at most 3: 1, especially at most 2: 1, e.g. about 1: 1. The maximum cross-sectional dimension is often less than 2.54 cm, e.g. less than 1.5 cm 2 and / or the maximum cross-sectional area is less than 8.0 cm 2, e.g. less than 3.2 cm 2.
15 Ensimmäinen eristysvaippa ympäröi (ja mieluimmin koskettaa) sydäntä ja koostuu orgaanisesta polymeeristä. Sopiviin polymeereihin kuuluvat ne, jotka ovat sopivia käytettäväksi johtavassa polymeeriseoksessa, sekä muut polymeerit kuten polyuretaanit. Erityisesti koska ensimmäisessä eristysvaipassa käytettävä polymeeriyhdiste usein muuttuu palamista hidastavien aineiden, esim. Αΐ2θ3·3Η2θ:η, tai Sb203:n ja 20 bromatun palamista hidastavan aineen seoksen tai muiden täyteaineiden läsnäollessa, niin parhaana pidetään sellaisia polymeerejä, jotka ovat suhteellisen joustavia. Jos on toivottavaa, että sydämen ja ensimmäisen vaipan välille saadaan hyvä fysikaalinen liitos, sydämessä ja ensimmäisessä eristysvaipassa käytettävät yhdisteet voivat sisältää samaa polymeeriä. Ensimmäinen eristysvaippa voidaan sovittaa sy-25 dämeen käyttämällä mitä tahansa tavanomaisia keinoja, esim. sulapursotuksella, liuotinvalannalla tai muovaamalla ennakolta muodostettu materiaaliarkki sydämen päälle. Yleensä pidetään parhaana, että vaippa sulapursotetaan sydämen päälle joko valutus- tai painepursotusprosessilla. Jos lämmitin on hehkutettava, ts. lämpökäsitel-tävä sydämessä olevan polymeerikomponentin kiteisen sulamispisteen yläpuolella, 30 niin ensimmäisessä eristysvaipassa olevan orgaanisen polymeerin sulamispisteen tulee olla korkeampi kuin sydämen. Yleensä ensimmäisen eristysvaipan paksuus on pienempi kuin 0,19 cm, mieluimmin pienempi kuin 0,125 cm, erityisesti pienempi kuin 0,1 cm, esim. 0,04-0,075 cm.15 The first insulating sheath surrounds (and preferably contacts) the core and consists of an organic polymer. Suitable polymers include those suitable for use in a conductive polymer blend, as well as other polymers such as polyurethanes. In particular, since the polymer compound used in the first insulating jacket often changes in the presence of flame retardants, e.g. Αΐ2θ3 · 3Η2θ: η, or a mixture of Sb2O3 and brominated flame retardant or other fillers, polymers that are relatively flexible are preferred. If it is desired to provide a good physical connection between the core and the first sheath, the compounds used in the core and the first insulating sheath may contain the same polymer. The first insulating sheath can be fitted to the core using any conventional means, e.g., by melt extrusion, solvent casting, or by molding a preformed sheet of material over the core. It is generally preferred that the sheath be melt extruded onto the core by either a drain or pressure extrusion process. If the heater is to be annealed, i.e., heat treated above the crystalline melting point of the polymer component in the core, then the melting point of the organic polymer in the first insulating sheath should be higher than that of the core. In general, the thickness of the first insulating sheath is less than 0.19 cm, preferably less than 0.125 cm, in particular less than 0.1 cm, e.g. 0.04-0.075 cm.
35 Toinen eristysvaippa ympäröi ensimmäistä eristysvaippaa. Se usein koskettaa ensimmäistä vaippaa ja voi olla tähän liitetty. Toinen eristysvaippa voidaan muodostaa orgaanisesta polymeeristä, joka voi olla samaa tai erilaista kuin ensimmäisen eristysvaipan orgaaninen polymeeri, tai se voi koostua toisesta materiaalista kuten 8 100844 lasista, esim. lasikuidusta, keraamista, kudotusta tai ei-kudotusta kudoksesta, metallista, esim. alumiinikalvosta, tai eristetystä metallista, esim. metalloidusta polyesteristä. Joustavuuden ja pienen painon kannalta pidetään parhaana, että toinen eristysvaippa on eristävää materiaalia, joka sisältää orgaanista polymeeriä. Joissakin 5 sovelluksissa pidetään parhaana, että vähintään 75 paino-% orgaanisesta polymeeristä toisessa eristysvaipassa on samaa tai vähintään 75 paino-% osalta samaa orgaanista polymeeriä kuin ensimmäisessä eristysvaipassa.35 The second insulating sheath surrounds the first insulating sheath. It often touches the first diaper and may be attached to it. The second insulating sheath may be formed of an organic polymer, which may be the same or different from the organic polymer of the first insulating sheath, or may consist of a second material such as 8 100844 glass, e.g. glass fiber, ceramic, woven or non-woven fabric, metal, e.g. aluminum foil, or of insulated metal, e.g. metallized polyester. In terms of flexibility and low weight, it is preferred that the second insulating sheath be an insulating material containing an organic polymer. In some applications, it is preferred that at least 75% by weight of the organic polymer in the second insulating sheath be the same or at least 75% by weight of the same organic polymer as in the first insulating sheath.
Yhdessä parhaana pidetyssä suoritusmuodossa toisen eristysvaipan paksuus on pie-10 nempi kuin 0,04 cm, erityisesti pienempi kuin 0,025 cm, varsinkin pienempi kuin 0,015 cm, aivan erityisesti pienempi kuin 0,013 cm, esim. 0,002 -0,013 cm. Erityisesti sopivia ovat sellaisten polymeerien kalvot, kuten polyesterien (esim. polyetee-nitereftalaatti, jota DuPont myy kauppanimellä MylarTM) polyimidin (esim. Du-Pontin kauppanimellä Kapton^M myymät kalvot), polyvinylideenifluoridin (esim. 15 Pennwaltin kauppanimellä Kynar^M myymät kalvot), polytetrafluorieteenin (esim. DuPontin kauppanimellä Teflon^M myymät kalvot) tai polyeteenin. Lisäksi alumii-nipinnoitettu polyesteri on hyödyllistä erityisesti sovelluksissa, joissa on tärkeätä, että mahdollista kosteutta tai pehmitintä estetään tunkeutumasta eristekerroksesta sydämeen tai ensimmäiseen eristysvaippaan ja vahingoittamasta niitä. Tällaiset kal-20 vot, arkin muotoisina, ts. ennakolta muodostetut kalvot tai nauhat, voidaan kääriä ensimmäisen eristysvaipan ympärille esim. kierteisesti ja käyttäen limisaumaa, joka kulkee kierteisesti lämmittimen suunnassa, tai niin sanottuna "savukekäärintänä" siten, että käytetään limisaumaa, joka kulkee suoraan lämmittimen suunnassa. Normaaleissa olosuhteissa joko kierteiskäärintä tai savukekäärintä suoritetaan käyttä-25 mättä liimaa siten, että eristekerros ei muodosta täydellistä estettä kosteuden tunkeutumiselle. Nämä lämmittimet eivät siten mahdollisesti ole sopivia käytettäväksi siellä, missä on välttämätöntä, että lämmitin upotetaan nesteeseen pitkäksi ajaksi, kuten esim. vesihauteen kuumentimessa, minä aikana neste voi päästä käärityn eristeen saumojen kautta sisälle. Vaihtoehtoisesti kalvon muodostavat materiaalit voi-30 daan muodostaa ensimmäisen eristysvaipan päälle käyttäen mitä tahansa muuta sopivaa menetelmää, esim. sulapursotusta, kuten valutusmenetelmällä tai liuotinvalan-nalla. Joissakin tapauksissa toisen eristysvaipan muodostava materiaali on sellaista, joka on orientoitu siten, että VW-1-testin olosuhteissa toinen vaippa kutistuu ennen palamistaan.In one preferred embodiment, the thickness of the second insulating jacket is less than 0.04 cm, in particular less than 0.025 cm, in particular less than 0.015 cm, very particularly less than 0.013 cm, e.g. 0.002-0.013 cm. Particularly suitable are films of polymers such as polyimides of polyesters (e.g. polyethylene terephthalate sold by DuPont under the tradename MylarTM) (e.g. films sold by Du-Pont under the tradename Kapton® M), polyvinylidene fluoride (e.g. sold by Pennwalt under the tradename Kynar® M) , polytetrafluoroethylene (e.g. films sold by DuPont under the trade name Teflon® M) or polyethylene. In addition, the aluminum-coated polyester is particularly useful in applications where it is important that any moisture or plasticizer be prevented from penetrating and damaging the insulating layer from the core or the first insulating sheath. Such films, in the form of a sheet, i.e. preformed films or strips, can be wrapped around the first insulating sheath, e.g. helically and using an adhesive seam running helically in the direction of the heater, or as a so-called "cigarette wrap" using a sizing seam running directly in the direction of the heater. Under normal conditions, either helical wrapping or cigarette wrapping is performed without the use of an adhesive, so that the insulating layer does not form a complete barrier to moisture penetration. Thus, these heaters may not be suitable for use where it is necessary for the heater to be immersed in the liquid for an extended period of time, such as in a water bath heater, during which time the liquid may enter through the seams of the wrapped insulation. Alternatively, the film-forming materials may be formed on the first insulating sheath using any other suitable method, e.g., melt extrusion, such as by a casting method or solvent casting. In some cases, the material forming the second insulating sheath is one that is oriented so that under the conditions of the VW-1 test, the second sheath shrinks before it burns.
3535
Yhdessä suoritusmuodossa toisen eristysvaipan materiaali on samanlaista kuin en-‘ simmäisen eristysvaipan materiaali.In one embodiment, the material of the second insulating sheath is similar to the material of the first insulating sheath.
9 1008449 100844
Yhdessä suoritusmuodossa ensimmäisen ja toisen eristysvaipan yhteenlaskettu paksuus on pienempi kuin 0,06 cm.In one embodiment, the combined thickness of the first and second insulating sheaths is less than 0.06 cm.
Metallinen punos voidaan muodostaa toisen eristysvaipan päälle joissakin suoritus-5 muodoissa.A metallic braid may be formed on the second insulating sheath in some embodiments.
Kun toinen eristekerros on muodostettu kalvosta kuten polyesterikalvosta tai metal-loidusta (ts. alumiinilaminoidusta) polyesterikalvosta, se voi olla hyvin hyödyllinen lämmittimen suojaamiseksi resistanssin suurenemisilta, jotka aiheutuvat pehmitti-10 mien tunkeutumisesta ulkoisesta eristekerroksesta, erityisesti polyvinyylikloridi-(PVC) vaahdosta. Tällaista vaahtoeristettä käytetään tavallisesti lämmittimen eristämiseksi sen ollessa kierrettynä putken tai muun substraatin ympärille.When the second insulating layer is formed of a film such as a polyester film or a metallized (i.e., aluminum laminated) polyester film, it can be very useful to protect the heater from increased resistance due to penetration of plasticizers from the outer insulating layer, especially polyvinyl chloride (PVC) foam. Such foam insulation is usually used to insulate the heater as it is wound around a pipe or other substrate.
Keksintö on kuvattu piirustusten avulla, joissa kuvio 1 on tämän keksinnön pitkän-15 omaisen lämmittimen poikkileikkauskuvanto. Johtavasta polymeeriyhdisteestä koostuvaa resistiivistä lämmityselementtiä 3, joka on muodostettu kahden elektrodin 5, 7 ympärille, ympäröi ensimmäinen eristysvaippa 9. Toinen eristekerros 11, esim. eristävää polymeeriä, kuten polyeteeniä, polyesteriä tai polyimidiä oleva ohut kalvo, ohut metallia kuten alumiinia oleva folio tai metalloitu polyesterikalvo on kääritty 20 ensimmäisen eristysvaipan ympärille siten, että syntyy limitysalue 13. Valinnainen metallinen maadoituspunos 15 peittää toisen eristysvaipan.The invention is illustrated by the drawings, in which Figure 1 is a cross-sectional view of an elongate heater of the present invention. A resistive heating element 3 consisting of a conductive polymer compound formed around two electrodes 5, 7 is surrounded by a first insulating sheath 9. A second insulating layer 11, e.g. a thin film of insulating polymer such as polyethylene, polyester or polyimide, a thin metal foil such as aluminum is wrapped around the first insulating sheath 20 so as to form an overlapping area 13. An optional metallic grounding braid 15 covers the second insulating sheath.
Kuvio 2 on toisen tämän keksinnön pitkänomaisen lämmittimen poikkileikkauskuvanto. Tässä suoritusmuodossa resistiivistä lämmityselementtiä, joka koostuu johta-25 vasta polymeeriyhdisteestä 3 ja kahdesta pitkänomaisesta elektrodista 5, 7, ympäröi ohut ensimmäinen eristysvaippa 9 ja ohut toinen eristysvaippa 11.Figure 2 is a cross-sectional view of another elongate heater of the present invention. In this embodiment, the resistive heating element consisting only of the conductor-polymer compound 3 and the two elongate electrodes 5, 7 is surrounded by a thin first insulating sheath 9 and a thin second insulating sheath 11.
Keksintö on kuvattu seuraa vien esimerkkien avulla.The invention is illustrated by the following examples.
30 Esimerkit 1-1930 Examples 1-19
Kussakin esimerkissä valmistettiin lämmitinnauha noudattaen jäljempänä Lämmitin l:ssä selitettyä menetelmää. Joissakin esimerkeissä lämmitinnauha peitettiin toisella eristysvaipalla, kuten on määritelty. Niillä lämmittimillä, joiden on mainittu 35 olevan punoksella varustettuja, toisen eristysvaipan tai ainoan eristysvaipan päälle muodostettiin metallipunos, joka käsitti viisi säiettä 18 AWG:n tinattua kuparijoh-dinta pinnan peittämiseksi 86 - 92 % osuudelta. Punoksen paksuus oli noin 0,076 cm ja se vastasi 18 AWG:n johdinta. Jokainen lämmitin testattiin jäljempänä 10 100844 selitettyä liekkitestiä käyttäen.In each example, a heater strip was prepared following the method described in Heater 1 below. In some examples, the heater tape was covered with a second insulating sheath as defined. With the heaters said to be braided, a metal braid comprising five strands of 18 AWG tinned copper conductor was formed on the second insulating sheath or the only insulating sheath to cover 86-92% of the surface. The braid was about 0.076 cm thick and corresponded to 18 AWG conductors. Each heater was tested using the flame test described below 10,100,844.
Lämmitin 1 5 Taulukossa I koostumuksesa 1 luetellut aineet sekoitettiin ennakolta ja sekoitettiin sitten ekstruuderissa, jossa oli kaksi yhdessä pyörivää potkuria, pellettien muodostamiseksi. Pelletoitu koostumus suulakepuristettiin 3,8 cm suulakkeen läpi kahden 22 AWG:n 7/30 säikeisen nikkeli-/kuparijohtimen ympärille, joiden kummankin halkaisija oli 0,079 cm, sellaisen sydämen valmistamiseksi, jossa elektrodien väli oli 10 0,269 cm johtimen keskeltä johtimen keskelle ja paksuus oli 0,211 cm keskikohdalla johtimien välissä. Sydämen ympärille suulakepuristettiin sen jälkeen ensimmäinen eristysvaippa, jonka paksuus oli 0,076 cm ja joka käsitti seoksen, joka sisälsi 10 paino-% eteeni-/vinyyliasetaattikopolymeeria (EVA), 36,8 % keskitiheyden omaavaa polyeteeniä, 10,3 % eteeni-/propeenikumia, 23,4 % dekabromodifenyleenioksi-15 dia (DBDPO), 8,5 % antimonioksidia (Sb203), 9,4% talkkia, 1,0% magnesium-oksidia ja 0,7 % hapettumisen estoainetta. Vaipalla varustettua lämmitintä säteily-tettiin 15 Mrad:n annoksella.Heater 1 The substances listed in Composition 1 in Table I were premixed and then mixed in an extruder with two co-rotating propellers to form pellets. The pelletized composition was extruded through a 3.8 cm die around two 22 AWG 7/30 stranded nickel / copper conductors, each 0.079 cm in diameter, to produce a core with an electrode spacing of 0 0.269 cm from the center of the conductor to the center of the conductor and a thickness of 0.211 cm in the middle between the wires. A first insulating sheath 0.076 cm thick was then extruded around the core, comprising a blend containing 10% by weight ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA), 36.8% medium density polyethylene, 10.3% ethylene / propylene rubber, 23 , 4% decabromodiphenyleneoxy-15 dia (DBDPO), 8.5% antimony oxide (Sb 2 O 3), 9.4% talc, 1.0% magnesium oxide and 0.7% antioxidant. The jacketed heater was irradiated with a dose of 15 Mrad.
Lämmitin 2 20 Käyttäen taulukossa I koostumuksen 2 yhteydessä lueteltuja aineita valmistettiin lämmitin, ja se suulakepuristettiin, varustettiin vaipalla ja säteilytettiin käyttäen läm-mittimen 1 menetelmää.Heater 2 Using the materials listed in Table I in connection with Composition 2, a heater was prepared and extruded, jacketed and irradiated using the method of heater 1.
25 Lämmitin 3 Käyttäen taulukossa I koostumuksen 3 yhteydessä lueteltuja aineita valmistettiin lämmitin, ja se suulakepuristettiin, varustettiin vaipalla ja säteilytettiin käyttäen läm-mittimen 1 menetelmää.Heater 3 Using the materials listed in Table I in connection with Composition 3, a heater was prepared and extruded, jacketed and irradiated using the method of heater 1.
3030
Liekkitesti Lämmittimet testattiin noudattaen Underwriters' Laboratoryn (UL) VW-1 pystysuoran johtimen liekkitestin menetelmää, joka on julkaistu standardissa Reference 35 Standard for Electrical Wires, Cables, and Flexible Cords, UL 1581, No. 1080, August 15, 1983, joka julkaisu on sisällytetty tähän viitteen kautta. Tässä testissä * lämmitinkoekappale, jonka pituus on 0,5 m pidetään pystyasennossa metallisen ko telon sisällä, jonka mitat ovat leveys 30,5 cm, syvyys 35,5 cm ja korkeus 61,0 cm ja 100844 π joka päältä ja edestä avoin. Kotelo asetetaan vedottomaan poistoilmakupuun. Vaakasuora kerros käsittelemätöntä kirurgista puuvillaa, jonka kerroksen paksuus on 0,6 - 2,5 cm asetetaan kuvun pohjalle lämmittimen alapuolelle. Indikaattorilippu, joka on valmistettu 1,3 cm levyisestä lujittamatonta 94 g/m^ säkkipaperia olevasta 5 liuskasta, sijoitetaan lähelle lämmittimen yläosaa ja se työntyy 1,9 cm verran kohti kotelon takapintaa. Tirrill-kaasupoltin, jossa on sininen 3,8 cm liekkisuutin ja jonka liekin kärjen lämpötila on 816 °C, asetetaan perättäisesti viisi kertaa lämmittimen edessä olevaan kohtaan, joka on 25,4 cm etäisyydellä paperilipun alareunan alapuolella. Testillekin peräkkäisten vaikutuskertojen väliaika on joko (1) 15 sekuntia, jos 10 koekappale lakkaa liekehtimästä 15 sekunnissa, tai (2) koekappaleen liekehtimisen kestoaika, jos liekehtiminen kestää kauemman aikaa kuin 15 sekuntia mutta vähemmän kuin 60 sekuntia.Flame Test The heaters were tested according to the Underwriters' Laboratory (UL) VW-1 Vertical Conductor Flame Test Method published in Reference 35 Standard for Electrical Wires, Cables, and Flexible Cords, UL 1581, No. 1080, August 15, 1983, which is incorporated herein by reference. In this test * a test piece measuring 0,5 m in length is held upright inside a metal housing measuring 30,5 cm wide, 35,5 cm deep and 61,0 cm high and 100844 π open at the top and front. The housing is placed in a draft-free exhaust air hood. A horizontal layer of untreated surgical cotton with a layer thickness of 0.6 to 2.5 cm is placed on the bottom of the hood below the heater. An indicator flag made of 1.3 cm wide strips of unreinforced 94 g / m 2 sack paper is placed near the top of the heater and protrudes 1.9 cm towards the back surface of the housing. A Tirrill gas burner with a blue 3.8 cm flame nozzle and a flame tip temperature of 816 ° C is placed five times in succession in front of the heater, 25.4 cm below the bottom of the paper flag. Even for the test, the interval between successive exposures is either (1) 15 seconds if 10 specimens cease to flame in 15 seconds, or (2) the duration of flame ignition of the specimen if flaming lasts longer than 15 seconds but less than 60 seconds.
Jotta koekappale läpäisisi testin, sen ei tarvitse "liekehtiä" 60 sekuntia pitempään 15 testillekin jokaisen 15 sekuntia kestävän vaikutuksen jälkeen. Lisäksi kotelon pohjalla koekappaleen alapuolella oleva puuvilla ei saa syttyä testin aikana, ja paperi-lippu koekappaleen yläosassa ei saa vahingoittua tai palaa enempää 25 % osuudelta pinta-alastaan.For a specimen to pass the test, it does not need to "flame" for more than 60 seconds for even 15 tests after each 15-second exposure. In addition, the cotton below the test piece at the bottom of the housing must not ignite during the test, and the paper flag at the top of the test piece must not be damaged or burn more than 25% of its surface area.
20 Jokaisen lämmittimen tapauksessa vähintään viisi koekappaletta testattiin liekkites-tin olosuhteissa. Lämmitimillä, joilla yksi tai useampi koekappale kesti kaikki viisi liekin vaikutuskertaa ja läpäisi testin, testiä jatkettiin, kunnes kaikki näytteet olivat vioittuneet. Testin läpäisseiden koekappaleiden prosenttiosuus ja liekin vaikutuskertojen lukumäärä ennen kuin vioittuminen tapahtui, on esitetty taulukossa II.For each heater, at least five specimens were tested under flame tester conditions. For heaters in which one or more specimens withstood all five flame exposures and passed the test, the test was continued until all samples were damaged. The percentage of specimens that passed the test and the number of times the flame was exposed before damage occurred are shown in Table II.
12 10084412 100844
Taulukko ITable I
Johtavien polymeerien koostumukset (Komponentit paino-%:ina) 5Conductive polymer compositions (Components in% by weight) 5
KoostumusComposition
Komponentti__1__2__3 EEA__39,0 31,4 26,6 MDPE__38,0 34,0 25,8 CB__22,0 17,6 14,9Component__1__2__3 EEA__39.0 31.4 26.6 MDPE__38.0 34.0 25.8 CB__22.0 17.6 14.9
Hapettumisen estoaine 1,0 1,0 0,7Antioxidant 1.0 1.0 0.7
Sb?Ch___4,3 8,6 PBDPO 1 11,7 1 23,4Sb? Ch ___ 4.3 8.6 PBDPO 1 11.7 1 23.4
Huomautuksia taulukkoon I: 10 EEA on eteeni-/etyyliakrylaattikopolymeeri.Notes to Table I: 10 EEA is an ethylene / ethyl acrylate copolymer.
MDPE on keskitiheyden omaava polyeteeni.MDPE is a medium density polyethylene.
CB on noki, jonka hiukkaskoko on 28 nm.CB is a soot with a particle size of 28 nm.
Hapettumisen estoaine on 4,4-tio-bis(3-metyyli-l-6-6-butyylifenoli)-oligomeeri, 15 jonka keskimääräinen polymeroitumisaste on 3 - 4, kuten US-patentissa 3 986 981 on selitetty.The antioxidant is a 4,4-thio-bis (3-methyl-1-6-butylphenol) oligomer having an average degree of polymerization of 3 to 4, as described in U.S. Patent 3,986,981.
Sb2C>3 on antimonitrioksidi, jonka hiukkaskoko on 1,0-1,8 pm.Sb 2 O 3 is antimony trioxide with a particle size of 1.0-1.8 μm.
DBDPO on dekabromodifenyylioksidi (tunnetaan myös dekabromodifenyylieette-rinä).DBDPO is decabromodiphenyl oxide (also known as decabromodiphenyl ether).
20 13 10084420 13 100844
Taulukko 11 YHTEENVETO LIEKKITESTEISTÄTable 11 SUMMARY OF FLAME TESTS
Esimerkki Lämmitin Punos Käärintä- Paksuus %läpäis- Toistot materiaali pm syt 5 vioitt. asti ______liekkiä__ 1 __1__Ei__Ei__-__50__4-5 2 __1__On__Ei__-__0__4-5 3 __1__On PEsl__25__100__7 4 __2__Ei__Ei__-__60__4-5 5 __2__On__Ei__-__0__4-5 6 __2__On PEsl 25__100 7-8 7 __2__Ei PEsl 25__100__ 8 __2__On PEs2 25__100 6-7 9 __2__On PEs3__51__80__5-6 10 __2__On Al/PEs 25__100 6-7 11 __2__Ei Al/PEs 25__0__3 12 __2__On__AI__25__100__7 13 __2__Ei__AI__25__33__4-7 14 __2__On TFE2 51__100__6 15 __2__On__PI__51__60__4-5 16 __2__On Lasi 130__100__6-7 17 __2__On PE1__32__60__5-6 18 __2__On PE2__76__100__6 19 __2__On PVF2 51__20__5-6 20 __3__Ei__Ei__-__100__6 21 __3__On__Ei__-__0__4-5 22 __3__On PEsl__25__100 7-8 23 1 3 1 On 1 Al/PEs 25 100 7 5Example Heater Braid Wrapping- Thickness% pass- Repetitions material pm syt 5 def. up to 1 __1__Ei__Ei liekkiä__ ______ __-__ __ __1__On__Ei 50__4-5 2-__ 0__4-5 3 __1__On PEsl__25__100__7 4 __2__Ei__Ei __-__ __ __2__On__Ei 60__4-5 5-__ 0__4-5 6 __2__On PEsl 25__100 7 to 8 July __2__Ei PEsl 25__100__ 8 __2__On PEs2 25__100 September 6 to 7 __2__On PEs3__51__80__5 __2__On -6 10 Al / PES 25__100 June to July 11 __2__Ei Al / PES 25__0__3 __2__On__AI__25__100__7 12 13 14 __2__Ei__AI__25__33__4-7 __2__On TFE2 51__100__6 15 __2__On__PI__51__60__4-5 16 __2__On glass 130__100__6-7 17 __2__On PE1__32__60__5-6 18 __2__On PE2__76__100__6 19 __2__On PVF2 51__20__5- 6 20 __3__No__No __-__ 100__6 21 __3__On__No __-__ 0__4-5 22 __3__On PEsl__25__100 7-8 23 1 3 1 On 1 Al / PEs 25 100 7 5
Huomautuksia taulukkoon II: PEs 1 on kirkas 0,0025 cm paksu polyesterikalvo, jota on saatavissa Pelcher-Hamilton Corporationilta nimellä Phanex® IHC.Notes to Table II: PEs 1 is a clear 0.0025 cm thick polyester film available from Pelcher-Hamilton Corporation under the name Phanex® IHC.
10 PEs 2 on valkoinen 0,0025 cm paksu polyesterikalvo, jota on saatavissa Pelcher-Hamilton Corporationilta nimellä Phanex® YVC.10 PEs 2 is a white 0.0025 cm thick polyester film available from Pelcher-Hamilton Corporation under the name Phanex® YVC.
14 100844 PEs 3 on kalvolaminaatti, jossa on 0,0025 cm paksu polyesteri ja 0,0025 cm paksu sininen polyeteeni ja jota on saatavissa Nepco Corporationilta tuotenumerolla 1232. Al/PEs on aluminoitu polyesterikalvo, jonka paksuus on 0,0025 cm.14 100844 PEs 3 is a film laminate with 0.0025 cm thick polyester and 0.0025 cm thick blue polyethylene, available from Nepco Corporation under part number 1232. Al / PEs is an aluminized polyester film with a thickness of 0.0025 cm.
AI on alumiinikalvo, jonka paksuus on 0,0025 cm.AI is an aluminum foil with a thickness of 0.0025 cm.
5 TFE on 0,005 cm paksu monilaminaarinen valettu polytetrafluorieteenikalvo, jota on saatavissa Kemfab Corporationilta nimellä DF100.5 TFE is a 0.005 cm thick multilaminar cast polytetrafluoroethylene film available from Kemfab Corporation under the name DF100.
PI on 0,005 cm paksu polyimidikalvo, jota on saatavissa DuPontilta nimellä Kapton™ HN200.PI is a 0.005 cm thick polyimide film available from DuPont under the name Kapton ™ HN200.
Lasi on 0,005 cm paksu lasikuidusta kudottu nauha, jota on saatavissa Crane'iltä ni-10 mellä Craneglas 230.The glass is a 0.005 cm thick fiberglass woven strip available from Crane under the name Craneglas 230.
PE 1 on pienen tiheyden omaava polyeteenikalvo, jonka paksuus on 0,003 cm ja jota on saatavissa Gillis and Lane'iltä.PE 1 is a low density polyethylene film with a thickness of 0.003 cm available from Gillis and Lane.
PE 2 on pienen tiheyden omaava polyeteenikalvo, jonka paksuus on 0,008 cm ja jota on saatavissa Gillis and Lane'iltä.PE 2 is a low density polyethylene film with a thickness of 0.008 cm available from Gillis and Lane.
15 PVF2 on KynarTM polyvinyleenifluoridikalvo, jonka paksuus on 0,005 cm ja jota on saatavissa Pennwaltilta.PVF2 is a KynarTM polyvinylene fluoride film with a thickness of 0.005 cm available from Pennwalt.
Esimerkki 24 (vertailuesimerkki) 20 Johtava seos, joka sisältää 39 paino-% eteeni-/etyyliakrylaattia, 39 % keskitiheyden omaavaa polyeteeniä, 22 % nokea ja 1,0 % hapettumisen estoainetta, valmistettiin ja sen jälkeen suulakepuristettiin kahden 22 AWG:n 7/30 säikeisen nikkeli-/kuparijoh-timen päälle, joiden kummankin halkaisija oli 0,079 cm yleisesti pyöreän muodon omaavan sydämen valmistamiseksi. Sydämen halkaisija oli likimäärin 0,368 cm ja 25 elektrodien väli oli noin 0,191 cm johtimen keskeltä johtimen keskelle. Ensimmäinen eristysvaippa, jonka paksuus oli 0,089 cm ja joka muodostettiin kuumassa pehmenevästä kumista (TPRJM 8222B, saatavissa Rechhold Chemicalsilta), joka sisälsi 30 paino-% palamista hidastavaa ainetta (8 paino-% Sb2C>3 ja 22 % DBDPO), suulakepuristettiin tämän jälkeen sydämen päälle. Vaipalla varustettua lämmitintä 30 säteilytettiin noin lOMradin säteilyannoksella. Testattaessa VW-1-olosuhteissa lämmitin vioittui.Example 24 (Comparative Example) A conductive mixture containing 39% by weight of ethylene / ethyl acrylate, 39% of medium density polyethylene, 22% of carbon black and 1.0% of antioxidant was prepared and then extruded into two 22 AWG 7/30 on a stranded nickel / copper conductor each having a diameter of 0.079 cm to produce a core of generally round shape. The core diameter was approximately 0.368 cm and the distance between the electrodes was about 0.191 cm from the center of the conductor to the center of the conductor. A first insulating jacket with a thickness of 0.089 cm and formed of hot-softening rubber (TPRJM 8222B, available from Rechhold Chemicals) containing 30% by weight of flame retardant (8% by weight of Sb2C> 3 and 22% by weight of DBDPO) was then extruded into a core. on. The jacketed heater 30 was irradiated with a radiation dose of about 10 mg. When tested under VW-1 conditions, the heater failed.
Esimerkki 25 35 Lämmittimen sydän valmistettiin noudattaen esimerkin 24 menetelmää. Ensimmäinen eristysvaippa, jonka paksuus oli 0,051 cm ja joka muodostettiin kuumassa pehmenevästä kumista (TPR.TM 8222B, saatavissa Rechhold Chemicalsilta), suulakepuristettiin sydämen päälle. Toinen eristysvaippa, jonka paksuus oli 15 100844 0,046-0,051 cm ja joka muodostettiin samasta materiaalista, suulakepuristettiin tämän jälkeen ensimmäisen eristysvaipan päälle. Vaipalla varustettua lämmitintä sä-teilytettiin noin 10 Mradin säteilyannoksella. Tämä lämmitin läpäisi VW-1-testin.Example 25 A heater core was prepared following the procedure of Example 24. A first insulating sheath 0.051 cm thick formed of hot softening rubber (TPR.TM 8222B, available from Rechhold Chemicals) was extruded onto the core. A second insulating sheath having a thickness of 0.0100 to 0.051 cm and formed of the same material was then extruded onto the first insulating sheath. The jacketed heater was irradiated with a radiation dose of about 10 Mrad. This heater passed the VW-1 test.
5 Esimerkki 26 (vertailuesimerkki)5 Example 26 (comparative example)
Johtava seos, joka sisälsi 29,3 paino-% eteeni-/etyyliakrylaattia, 32,4 % suuren tiheyden omaavaa polyeteeniä, 17,2 % nokea, 20,0 % sinkkioksidia, 0,6 % prosessiapu-ainetta ja 0,5 % hapettumisen estoainetta valmistettiin ja sen jälkeen suulakepuris-10 tettiin kahden 16 AWG:n 19-säikeisen nikkeli-/kuparijohtimen (joiden kummankin halkaisija oli 0,145 cm) päälle sellaisen sydämen valmistamiseksi, jossa johtimien väli oli 0,660 cm johtimen keskeltä johtimen keskelle. Lämmittimen sydämen poikkileikkaus johtimien välissä oli yleisesti suorakulmainen. Ensimmäinen eristys-vaippa, jonka paksuus oli 0,076 cm ja joka muodostettiin esimerkissä 1 selitetystä 15 vaipan muodostavasta materiaaliseoksesta, suulakepuristettiin tämän jälkeen sydämen päälle. Tinapinnoitteinen kuparinen maadoituspunos asetettiin sen jälkeen ensimmäisen eristysvaipan ympärille. Tämä lämmitin läpäisi VW-1-testin.Conductive mixture containing 29.3% by weight of ethylene / ethyl acrylate, 32.4% of high density polyethylene, 17.2% of carbon black, 20.0% of zinc oxide, 0.6% of process aid and 0.5% of oxidation an inhibitor was prepared and then extruded onto two 16 AWG 19-strand nickel / copper conductors (each 0.145 cm in diameter) to produce a core with a conductor spacing of 0.660 cm from the center of the conductor to the center of the conductor. The cross-section of the heater core between the conductors was generally rectangular. A first insulating sheath having a thickness of 0.076 cm formed from the 15 sheath-forming material mixture described in Example 1 was then extruded onto the core. A tin-coated copper ground braid was then placed around the first insulating sheath. This heater passed the VW-1 test.
Lämmittimen käyttäytyminen lämpövanhennuksessa 88 °C:ssa eri eristekerrosten 20 yhteydessä määritettiin katkaisemalla lämmitin siten, että saatiin 30,5 cm pituisia koekappaleita, joissa elektrodit olivat toisessa päässä paljaana. Toinen pää peitettiin kuumassa kutistuvalla päätehupulla kosteuden tai muiden nesteiden sisäänpääsyn estämiseksi. Jokainen koekappale asetettiin alumiinilevylle, jonka paksuus oli 0,95 cm, ja peitettiin sen jälkeen eristelevyllä, jonka paksuus oli 0,97-1,90 cm. 25 Alumiininen peitelevy, jonka paksuus oli 0,32 cm, asetettiin eristekerroksen päälle. Resistanssi 21 °C:ssa mitattiin alkuresistanssin saamiseksi, ja sen jälkeen koekappaleet asetettiin 88 °C:n lämpötilaan kuumennettuun kiertoilmauuniin. Koekappaleet poistettiin sitten jaksollisesti uunista, jäähdytettiin 21 °C:een ja niiden resistanssi mitattiin. Sen jälkeen laskettiin "normalisoitu resistanssi" Rjyj jakamalla vanhenta-30 misen jälkeen mitattu vastusarvo alkuarvolla. Testauksen tulokset on esitetty taulukossa III.The behavior of the heater in thermal aging at 88 ° C with the different insulating layers 20 was determined by cutting the heater to obtain test specimens 30.5 cm long with the electrodes exposed at one end. The other end was covered with a heat-shrinkable end cap to prevent the ingress of moisture or other liquids. Each specimen was placed on an aluminum sheet having a thickness of 0.95 cm and then covered with an insulating sheet having a thickness of 0.97 to 1.90 cm. An aluminum cover plate 0.32 cm thick was placed on top of the insulation layer. The resistance at 21 ° C was measured to obtain the initial resistance, and then the test pieces were placed in a convection oven heated to 88 ° C. The specimens were then periodically removed from the oven, cooled to 21 ° C, and their resistance was measured. The "normalized resistance" Rjyj was then calculated by dividing the resistance value measured after aging by the initial value. The test results are shown in Table III.
Esimerkki 27 35 Lämmitin valmistettiin esimerkin 26 mukaan lukuunottamatta sitä, että toinen eris-tekerros, joka muodostettiin 0,0025 cm paksusta polyesterikalvosta (saatavissa Pelcher-Hamilton Corporationilta nimellä Phanex® IHC), sijoitettiin ensimmäisen eristekerroksen ja maadoituspunoksen väliin käärimällä se kierteisesti ensimmäisen 16 100844 eristekerroksen ympärille. Testauksen tulokset on esitetty taulukossa ΙΠ.Example 27 35 A heater was prepared according to Example 26 except that a second insulating layer formed of 0.0025 cm thick polyester film (available from Pelcher-Hamilton Corporation under the name Phanex® IHC) was placed between the first insulating layer and the ground braid by helically wrapping the first 16 100844 insulating layer. about. The test results are shown in Table ΙΠ.
Esimerkki 28 5 Lämmitin valmistettiin esimerkin 27 mukaan lukuunottamatta sitä, että toinen eris-tekerros koostui aluminoidusta polyesterikalvosta, jonka paksuus oli 0,0025 cm. Testauksen tulokset on esitetty taulukossa ΙΠ.Example 28 A heater was prepared according to Example 27 except that the second insulating layer consisted of an aluminized polyester film having a thickness of 0.0025 cm. The test results are shown in Table ΙΠ.
On selvää, että lämmittimillä, jotka oli kääritty joko polyesteriä tai metalloitua poly-10 esteriä käyttäen, oli erinomainen suorituskyky, kun ne pantiin PVC-vaahtoon, joka sisälsi pehmentimiä.It is clear that heaters wrapped using either polyester or metallized poly-10 ester had excellent performance when placed in PVC foam containing plasticizers.
Taulukko 111Table 111
Rjy 100 tai 1000 tunnin jälkeen 88 °C:ssa 15 ___Silikoni-eriste__Rubatex-eriste__Armatex-eristeRjy after 100 or 1000 hours at 88 ° C 15___ Silicone insulation__Rubatex insulation__Armatex insulation
Esimerkki Toinen Rn @ Rn @ Rn @ Rn @ Rn @ Rn @ __kerros 100 1000 100 1000 100 1000 25__Ei 1,0 1,25 5,0 >5 1,1 2,2 27 Pesi 1,17 1,45 1,15 1,4___ 28 Al/Pes 1,20 1,59 1,30 1,53Example Second Rn @ Rn @ Rn @ Rn @ Rn @ Rn @ __layer 100 1000 100 1000 100 1000 25__No 1.0 1.25 5.0> 5 1.1 2.2 27 Wash 1.17 1.45 1.15 1.4 ___ 28 Al / Pes 1.20 1.59 1.30 1.53
Huomautuksia taulukkoon III: 20 Silikoni on 0,97 cm paksu kerros silikonivaahtoa, jota on saatavissa Insulectrolta nimellä Cohrlastic foam, pehmeälaatuinen.Notes to Table III: 20 Silicone is a 0.97 cm thick layer of silicone foam available from Insulectro under the name Cohrlastic foam, soft grade.
Rubatex™ on polyvinyylikloridivaahtoeriste, jonka paksuus on 1,91 cm ja jota on saatavissa Rubatexilta. Se sisältää pehmentimiä.Rubatex ™ is a 1.91 cm thick polyvinyl chloride foam insulation available from Rubatex. It contains plasticizers.
ArmatexTM on polyvinyylikloridivaahtoeriste, jonka paksuus on 1,91 cm ja jota on 25 saatavissa Armstrongilta. Se sisältää pehmentimiä.ArmatexTM is a 1.91 cm thick polyvinyl chloride foam insulation available from Armstrong. It contains plasticizers.
Claims (12)
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US51970190A | 1990-05-07 | 1990-05-07 | |
| US51970190 | 1990-05-07 | ||
| PCT/US1991/003123 WO1991017642A1 (en) | 1990-05-07 | 1991-05-07 | Elongated electrical resistance heater |
| US9103123 | 1991-05-07 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI925037A FI925037A (en) | 1992-11-06 |
| FI925037A0 FI925037A0 (en) | 1992-11-06 |
| FI100844B true FI100844B (en) | 1998-02-27 |
Family
ID=24069409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI925037A FI100844B (en) | 1990-05-07 | 1992-11-06 | Elongated heater |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0536165B1 (en) |
| JP (1) | JP3255232B2 (en) |
| KR (1) | KR100245568B1 (en) |
| AT (1) | ATE125096T1 (en) |
| CA (1) | CA2081029C (en) |
| DE (1) | DE69111237T2 (en) |
| FI (1) | FI100844B (en) |
| NO (1) | NO302450B1 (en) |
| WO (1) | WO1991017642A1 (en) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5586214A (en) * | 1994-12-29 | 1996-12-17 | Energy Convertors, Inc. | Immersion heating element with electric resistance heating material and polymeric layer disposed thereon |
| KR19980703658A (en) * | 1995-04-12 | 1998-12-05 | 드로즈프랑소와 | Compact Transponder and Manufacturing Method Thereof |
| FR2738136B1 (en) * | 1995-09-01 | 1997-10-10 | Saves Gerard | MULTILAYER ELEMENT FOR COOKING OR HEATING FOOD PRODUCTS |
| US5718600A (en) * | 1996-01-17 | 1998-02-17 | Raychem Corporation | Electrical plug |
| US6005232A (en) * | 1996-06-28 | 1999-12-21 | Raychem Corporation | Heating cable |
| JP4044289B2 (en) | 1998-10-15 | 2008-02-06 | タイコ・エレクトロニクス・コーポレイション | Electrical cable connector |
| DE19919173A1 (en) * | 1999-04-28 | 2000-11-02 | Suhl Elektro & Hausgeraetewerk | Hot water tank for connection over or under worktop or table; has polymer electric heating body that moves freely to take up lowest position in container through action of gravity |
| US6288372B1 (en) | 1999-11-03 | 2001-09-11 | Tyco Electronics Corporation | Electric cable having braidless polymeric ground plane providing fault detection |
| US6564011B1 (en) * | 2000-08-23 | 2003-05-13 | Fmc Technologies, Inc. | Self-regulating heat source for subsea equipment |
| SE530660C2 (en) * | 2006-10-17 | 2008-08-05 | Conflux Ab | Positive temperature coefficient superimposed impedance polymeric compound used in heating elements comprises electrically insulating matrix with amorphous polymer and two electrically conductive particles having different surface energies |
| KR101186208B1 (en) * | 2010-08-05 | 2012-10-08 | 주식회사 씨앤케이 | Film heater and manufacturing method thereof |
| DE102011002067A1 (en) | 2011-04-14 | 2012-10-18 | Domoteck Ltd. | Self-regulating heating pipeline has power conducting element that is provided with electrical contact portion which is provided with conductor casing of electrical conductors |
| US9603196B2 (en) * | 2012-12-14 | 2017-03-21 | Tech Design Llc | Self-regulating semi-conductive flexible heating element |
| EP3101999B1 (en) | 2015-06-02 | 2021-03-17 | Eberspächer catem GmbH & Co. KG | Ptc heating element and electric heater for a motor vehicle comprising such a ptc heating element |
| CN114845429A (en) | 2017-02-01 | 2022-08-02 | 恩文特服务有限责任公司 | Self-adjusting heating cable |
| DE102017216723A1 (en) * | 2017-09-21 | 2019-03-21 | Robert Bosch Gmbh | heater |
| US11778700B2 (en) | 2018-12-07 | 2023-10-03 | Nvent Services Gmbh | Flammability of heating cable |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3793716A (en) * | 1972-09-08 | 1974-02-26 | Raychem Corp | Method of making self limiting heat elements |
| US3861029A (en) * | 1972-09-08 | 1975-01-21 | Raychem Corp | Method of making heater cable |
| DE2504554A1 (en) * | 1975-01-31 | 1976-08-05 | Siemens Ag | Single-core heating conductor for outdoors heaters - has heat-resistant plastics sheathing for easy laying and safety |
| US4117312A (en) * | 1976-07-22 | 1978-09-26 | Thermon Manufacturing Company | Self-limiting temperature electrical heating cable |
| US4200973A (en) * | 1978-08-10 | 1980-05-06 | Samuel Moore And Company | Method of making self-temperature regulating electrical heating cable |
| US4334351A (en) * | 1980-05-19 | 1982-06-15 | Raychem Corporation | Novel PTC devices and their preparation |
| US4459473A (en) * | 1982-05-21 | 1984-07-10 | Raychem Corporation | Self-regulating heaters |
-
1991
- 1991-05-07 AT AT91910188T patent/ATE125096T1/en active
- 1991-05-07 DE DE69111237T patent/DE69111237T2/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-05-07 EP EP91910188A patent/EP0536165B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-07 JP JP50966391A patent/JP3255232B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-07 CA CA002081029A patent/CA2081029C/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-05-07 WO PCT/US1991/003123 patent/WO1991017642A1/en active IP Right Grant
- 1991-05-07 KR KR1019920702769A patent/KR100245568B1/en not_active IP Right Cessation
-
1992
- 1992-11-06 FI FI925037A patent/FI100844B/en active
- 1992-11-09 NO NO924306A patent/NO302450B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI925037A (en) | 1992-11-06 |
| KR100245568B1 (en) | 2000-02-15 |
| WO1991017642A1 (en) | 1991-11-14 |
| JPH05507173A (en) | 1993-10-14 |
| CA2081029C (en) | 2002-01-29 |
| CA2081029A1 (en) | 1991-11-08 |
| FI925037A0 (en) | 1992-11-06 |
| JP3255232B2 (en) | 2002-02-12 |
| EP0536165A4 (en) | 1993-01-07 |
| NO924306D0 (en) | 1992-11-09 |
| EP0536165B1 (en) | 1995-07-12 |
| ATE125096T1 (en) | 1995-07-15 |
| NO302450B1 (en) | 1998-03-02 |
| EP0536165A1 (en) | 1993-04-14 |
| DE69111237T2 (en) | 1996-02-22 |
| DE69111237D1 (en) | 1995-08-17 |
| NO924306L (en) | 1992-11-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI100844B (en) | Elongated heater | |
| US6111234A (en) | Electrical device | |
| US4659871A (en) | Cable with flame retarded cladding | |
| US4041237A (en) | Electric conductor adapted for use in process instrumentation | |
| US3408453A (en) | Polyimide covered conductor | |
| US4096346A (en) | Wire and cable | |
| US5358786A (en) | Electric insulated wire and cable using the same | |
| EP3577658B1 (en) | Low smoke zero halogen self-regulating heating cable | |
| EP3039690A1 (en) | Improved insulated wire construction for fire safety cable | |
| JP3073545B2 (en) | Insulated wire and cable using this | |
| EP0211505A2 (en) | Electrically insulating tape | |
| GB2170646A (en) | Flame retardant cable | |
| JP2530667B2 (en) | Heat resistant wire, cable | |
| EP0930804B1 (en) | Heating cable | |
| RU228052U1 (en) | FIRE-RESISTANT SINGLE-CORE POWER CABLE | |
| JP4174165B2 (en) | Flame retardant wire | |
| RU29610U1 (en) | Control cable | |
| JPH0151041B2 (en) | ||
| JP3720074B2 (en) | Heat and radiation resistant cable and method for manufacturing the same | |
| JPH0494012A (en) | High voltage wire for d. c. current | |
| RU57961U1 (en) | CABLE CONTROL, ALARM AND COMMUNICATION | |
| JPH0454648Y2 (en) | ||
| JPS637410B2 (en) | ||
| JP2002056725A (en) | Non-halogen flame-resistant cable | |
| JPH06275142A (en) | Low noise coaxial cable |